Storage di idrogeno allo stato solido

Storage di idrogeno allo stato solido

Idrogeno:

• Combustibile con maggiore densità di energia.
• Silicea.
• Combustione di H₂ non ha emissioni auto H₂ ➔ abbattimento CO₂ energia rinnovabile.
• Elemento più abbondante a condizioni ordinarie = gas

Idrogeno densità più elevata a temperature eteree (generato di energia gravimetrica).

• base densità per densità di volume (è un gas) n/kg
• densità per densità di volume ➔ fare attenzione a temperatura e compressione

Inconvenienti: problemi ambientali (CO₂) disponibilità (giornalmente ridotto entro il 2050)

2 altri ceppi note implementazioni dello H₂:

• produzione da fonti rinnovabili
• stoccaggio
• rendimento delle celle di combustibile per abbassare le costo a aumentare l’efficienza
• bombole di idrogeno ➔ non prevede cicli di carico e scarico

Immagazzinamento di H₂

• fisico ➔ gas compressione (crioconnessione e liquefazione)
• materiale
  • adsorbimento
  • idruro
  • idrogeno chimico

Problemi:

• limitare densità gravimetrica.
• cinolica e criocomprimento adsorbimento danno e sono reversibili e veloce.
• efficienza alta ➔ basso costo chimica veloce, T E p moderate.

Per aumentare le densità ➔ diametrica continuità del calore temperature polari punti di eliminare le gasse ripaga e bruciati esotermici di idrogeno stampa ➔ alto stato solido difludio a gas attorno del materiale creando nuovi legami ionici materiale e uso mano forte

Storage di Idrogeno allo Stato Solido

• Idrogeno:
  • Combustibili con maggiore densità di energia.
  • Silenzioso
  • Combustione di H₂ non ha emissioni auto to => abbattimento CO₂ energia rinnovabile.
  • Elemento più abbondante a condizione ordinarie è gas.
    • He, H₂, He gas

• Idrogeno alle condizioni ordinarie di mole (generata di energia e gravimetrica)
  • Base densità per unità di volume (è un gas)
  • 1/8 di m benzina => deve essere immagazzinato e compresso

• Inconvenienti:
  • Problemi ambientali (CO₂)
  • Disponibilità (fortemente ridotta entro il 2050)

• 3 ambiti nella implementazione dell' H₂:
  • Produzione di tonalissimi fonti rinnovabili
  • Stoccaggio => efficiente e praticabile
  • Rilascio delle celle di combustibile per abbattere le coste e aumentare l'efficienza

• Bombe di idrogeno:
  • Non prevede cicli di carico e scarica
  • Maggiore durata nel tempo

• Immobilizzamento di H₂
  • Fisico: gas compresso (raccomportamento e liquefazione)
    • Materiale
    • Assorbimento
    • Idruri
    • Idrogeno chimico

Problema:

• Aumentare densità gravimetrica
• Cinetica: assorbimento e desorbimento devono essere reversibili e veloci
• Efficienza oltre il basso costo - cinetica veloce, 10 P. moderata.

• Per aumentare la densità - diammetrica
  • Compostizione del sol.
  • Temperatura attraverso microonde, facendo vibrare l'alumento delle mole.
  • Stoccaggio allo stato solido tendono:
    • a diminuire la forza repulsiva tra le molecole di idrogeno ageli atomi del materiel rercando nuovi legami iconic
    • materiale e usano micro fus

2° motivi per la preferenza di uso di metano o idrogeno

• inquinamento bruciato con O₂ → efficienza > ciclo di Carnot
• fuel cell → efficienza maggiore

Idrogeno compresso

(idrogeno > rottura a -25°C)

• alte pressioni
• basse temperature, basse efficienze
• idrogeno torna gas

metalli idruri

• alta densità di energia volumetrici a temperatura ambiente per immagazzinare idrogeno e deve riempire volumetricamente
• es. adsorbimento
• es. desorbimento

metanolo si ossida

• e > metanolo
• si genera idrogeno
• uso di densità gravimetrica
• idrocarburi dotati con H₂ + temperature basse

Stoccaggio chimico

• adsorbimento fisico
• chimica adsorbimento
• H₂ processato > disinnescamento

Solid-state Hydrogen Storage

• capacità di un materiale di assorbire H₂ al polimero ai PRT
• tecnicamente ora problemi di pressione e infiammabilità
• carbono nanotubi alto selettivo acciaio magnetico, es. carboni attivi, mammoth, grafene, monofibril polyg.
• usteresi chimici (1:14 CxHz)
• usteresi atmosferici (legami intermediatici)
• idrogeno (carbonato di alluminio, ammoniaca bordeaux)

Compounds si interessano di metalli idruri

• LA/N HG
• alto densità volumetrica

Conclusione determinano >> quantità di H

• reazione H idrogeno
• H reagiscono ai superfic. Z colonne di H che diffondono chimicamente
• termoplastico di X
• in Kmol Si di rilievo lichido H₂ tipiche delle PRT
• relazione di adsorbimento e desorbimento
• casi accendibili
• capacità in peso att. 8% wt

Complessità idruri

• Esamminerai di effetto ai gruppi ≥3 (Li₆Mg₂B₃) che sono legati in maniera chimica e concludono al complessità
• metalli leggeri una sto capacitivo metallo idrogeno
• Ossidano l'idrogeno entrano alimetà del carattere lattice del legame, forza elettromotrice immagine quei ami idrogeno
• limiti di demolizione per la diffusione necessaria per ea mobilità di H₂ all'interno dal bulk del cristallo

Esperimenti termici ad immagazzinare gli idruri al nucleo ― > per ciclo reale dell'idruri

• criterio volumetrico e gravimetrico
• idrogeno adsorbito e adsorbito > cineticamente
• reazioni termochimiche

Materiali porosi:

• Struttura porosa microporosa

Vantaggi:

• Aumentano la superficie dei materiali
• La diffusione sulle superfici nei siti porosi → importanti i microporosi.
• Alla completa granulometria massimizzano l’area superficiale e il volume dei micropori.

Scattering:

• Interazioni a debole (Van der Waals)
• Limite alla capacità volumetrica

Potenziale di Lennard-Jones

M(s) + 1/2 x H₂ (g) → MH₂ (s) + Q

• Adsorbimento → esotermico
• Desorbimento → endotermico

Reversibile2H₂K₅/mole → differenza tra H₂ e 2HH₂ si accumula sulla superficie e si rompe ai gas atomici.

Reazione endotermica e reazione indotermica

Nei metalli idruri deve quindi esser descritto

Physisorbimento:

ADSORBIMENTO = concentrazione delle molecole di un gas (calamitamento) vicino alla superficie dell’adsorbato (substrato).

CHEMISORBIMENTO = legame chimico che permette lo destabilimento delle molecole dei gas molecolari tramite zone di reazione indotermica.

Aumento delle reazioni chimiche e fisiche e la determinazione delle variabili electrochimiche

Quando H₂ forma il primo monolayer → diagramma di Langmuir

Si formano già due layer, si fermano i parti di gas

Isoterma di Langmuir

θ_r: molecole adsorbiteθ: moli di adsorbimento

θ = molecole ricoprimento copertoFrazione di adsorbimento = θ = KP

K = costante di equilibrioK ∝ exp(

Isoterma di tipo II

→ ce ne sono molte altre dalla standard → più tavole e libro di specifiche del materiale

Chemi adsorbimento

Forze di superficie conducente nell'ordine del legame chimico

• strappo diretto
• chemi adsorbimento
• interazione sulla superficie
• diffusione nel reticolo cristallino
• nucleazione e crescita → si forma un nuovo materiale adsorbra

→ per tornare indietro è molto più difficilebisogna comporre da fusione dolusta

Carboni attivi → altre zone superficiali grande numero di microscopie

2.000 m²/g polysorb

altre complicazioni di frazionamentoproduci un problema di possibili maturaci vecchie:

• difficile produzione includiamo su larga scala
• produzione di composti su larga scala

Gas compressa irritabile:

• strappa e tremonti → dimensioni molto grandi
• alta performance grande grabbi con problemi di introtra molecolare
• elevata energía di compartizione

Carboni attivi:

• alta area superficiale
• grande polarità (micropori)
• materiali oggesso
• interazione C→H intima → maggiore (una più alte) delle altre interazioni

Capacità totale di adsorbimento conicici di adsorbato Nella superficie micropapia

mento del genso

della constriticil → altro constriticil

adsorbito ganstandimento

→ complesso altro che adsorbe parte del pollu

adsorbe da caloreaccumulatore di calore

(→ adsorbe calore per diventare rimensanditeadsorbimento ganstand k che deve entare intirmenk)

Obiettivi tutorial

• Reversibilità
• Desorbimento di energia gravimetrica > 6% wt

Idrogeno molto leggero, e un volume molto elevato

Calcoli di adsorbimento nell'ordine di 20-30kj/mol

Calcolo teorico: possiamo un limite superiore di carbonatazione che è 6,8 % wt.

Secondo Niu, possiamo ottenere il target aumentando la pressione e la dimensione dei pori.

UEF - ultimate full effect. E' mirate per introdurle nelle auto.

Temperature tanto bassa serve: legame ad idruro

Idrogeno contaminato: bisogna aumentare la temperatura.

Sintesi di AC

Partire da gas naturali (biomassa)

Attivazione chimica

Attivazione fisica

• Carbonizzare ad alta temperatura in atmosfera inerte
• Impregnazione con acidi
• Attivante materiale carbonaceo
• Attivazione fisica con steam/CO₂ e temperature elevate

Un solvente grezzo ma non separa grandi quantità di attivante.

Parametri per il potenziare

• Pomerizzazione
• Distribuzione

Alcune caratteristiche

• Alte microporosità
• Considerabilimenti di piccole molecole come H₂
• Il compito inizia le interconnessioni
• Verità abilità delle dimensioni dei pori
• Riscaldamento per una sospensione tra come le densità delle UVK megapotenze a condimete
• Interazione fisica con H₂ può essere usato per stoccaggio di H₂, metano

AC possono anche essere alternative di AC (spent activated carbons)

AC imparazione di 55% x wt di H₂

• Aumentare la capacità tramite
• Attivazione
  • Ritoricamente e pratica
• Idrogeno local electroni
• Idrogeno con metalli